[发明专利]一种格式化数据脱敏的高安全性编码解码方法

摘要

本发明涉及信息通信，旨在提供一种格式化数据脱敏的高安全性编码解码方法。该种格式化数据脱敏的高安全性编码解码方法包括编码过程和解码过程，编码过程包括步骤：封装输入数据、生成编码矩阵、引入偏置项作为密钥和生成编码输出数组，解码过程包括步骤：获取输入数据组的样本个数、获取编码后数据及密钥、导出编码矩阵和还原输入数据。本发明通过在传统的格式化数据的编码、解码过程中，引入随机产生的密钥的方法，实现了格式化数据的脱敏，提高编码、解码过程的随机性和安全性。本发明采用随机密钥体制，但是同时保证数据的可溯源性，可应用于ICT等领域格式化数据脱敏的编码、解码过程中。

主权项

1.一种格式化数据脱敏的高安全性编码解码方法，其特征在于，包括编码过程和解码过程；所述编码过程具体包括下述步骤：步骤A1：封装输入数据：将输入的N个要处理的样本封装为一个数据组X，将X作为一组输入数据；其中，每个样本都是d维数据，d维数据是指包含的数据个数为d，d是大于0的整数；数据组X内各元素的取值范围为0到9的整数，包含0和9，即X∈>>N×d，N＞d，>>表示整数矩阵；所述表示第N个样本，是由d个元素所组成的列向量，“T”符号表示转置操作；步骤A2：生成编码矩阵：对步骤A1的每组输入数据X，使用随机函数生成相对应的一组矩阵E1，满足E1∈>>d×d，>>表示实数矩阵；对生成的矩阵E1进行预处理：将矩阵E1内的数据取绝对值后得到矩阵|E1|，并对其中每一列作求和处理，得到1行d列的矩阵Es，即Es∈>>1×d；将得到的新矩阵Es进行铺放模块处理生成新矩阵Emax，Emax∈>>d×d；随后将矩阵E1内的数据分别点除Emax内的数据后，再点乘d或d的正整数倍，得到处理之后的编码矩阵E；所述铺放模块处理是指：Emax中每一行的各元素均为Es的一行内相对应元素，共生成d行，满足Emax∈>>d×d；步骤A3：引入偏置项作为密钥：对步骤A1的每组输入数据X，使用随机函数生成一个偏置项密钥u1，满足u1∈>>N×d；对生成的偏置项密钥u1进行处理：对u1内的元素点乘m，m取值为10的正整数倍；再对点乘后的矩阵内各元素进行四舍五入取整，得到密钥u，满足u∈>>N×d；步骤A4：生成编码输出数组：将步骤A1的每组输入数据X，与步骤A2得到的对应编码矩阵E相乘，得到初步编码数据Y1，即Y1＝XE；将初步编码数据Y1加上步骤A3得到的对应密钥u，再对生成的矩阵内元素点乘100后进行四舍五入取整，得到编码输出矩阵Y，即Y＝round((Y1+u)⊙100)；其中，“round()”表示对括号内矩阵的每个元素进行四舍五入取整，“⊙”符号代表点乘，即符号左边矩阵的每个元素均乘以符号右边的数字；最后，将编码输出矩阵Y、密钥u和部分特定的输入样本组成的矩阵的混合数据，作为编码输出数组；其中，是指由用户选定的输入数据组X中特定的n个行的样本组成的新数组，d≤n＜N，且秩不小于d；所述解码过程具体包括下述步骤：步骤B1：获取步骤A1中所述输入数据组X所包含的样本个数N；步骤B2：获取编码后数据和密钥：对获取的编码输出数组进行处理：根据步骤B1获取的样本个数N，对编码输出数组进行截取，分别获取该编码输出数组的编码输出矩阵Y、密钥u和部分特定的输入样本步骤B3：导出编码矩阵：根据步骤B2中获取的部分特定的输入样本组查找其相对应的输出样本组矩阵所述输出样本组矩阵是指从编码输出矩阵Y中找到与输入样本矩阵内各样本相对应的输出样本组成的矩阵；根据步骤B2获取的密钥u，部分特定的输入样本及其相对应的输出数据后，通过矩阵运算还原出该编码输出数组的编码矩阵E；所述矩阵运算的方式为：其中，“./”符号表示符号左边矩阵中每个元素均除以符号右边的数字；所述是指部分特定的输入样本组成的矩阵的转置；步骤B4：还原输入数据：根据步骤B3得到的编码矩阵E，步骤B2得到的编码输出矩阵Y和密钥u，解码出原输入数据X，即X＝round((Y./100‑u)E‑1)；其中，“round()”表示对括号内矩阵的每个元素进行四舍五入取整，“./”符号表示符号左边矩阵中每个元素均除以符号右边的数字；所述E‑1是指对编码矩阵E作求逆操作。